合肥工业大学：《电机及拖动基础》（顾绳谷）课件_第四章 异步电机（三相异步电动机的基本原理）

人起工营火 Hefei University of Technology 第四章异步电机(一) 三相异步电动机的基本原理 交流电机有两大类:异步电机和同步电机。同步电机的转速与交流 电源频率之间存在严格的对应关系。异步电机则不然。异步电动机 定子接上交流电源后,形成旋转磁场,依靠电磁感应作用,使转子 绕组感生电流,产生电磁转矩,实现机电能量转换。 第一节三相异步电动机的工作原及纺构 、三相异步电动机的工作原理与运行状态 1、旋转磁场的产生 旋转磁场——一种极性和大小不变,并且以一定转速旋转的磁场。 A-X、BY、CZ三个线圈在空间上彼此互隔1209分布在定子 铁心内圆的圆周上,构成了对称三相绕组

第四章 异步电机（一） ——三相异步电动机的基本原理 一、三相异步电动机的工作原理与运行状态 第一节 三相异步电动机的工作原理及结构 1、旋转磁场的产生 旋转磁场—— 一种极性和大小不变，并且以一定转速旋转的磁场。 A-X、B-Y、C-Z三个线圈在空间上彼此互隔120°分布在定子 铁心内圆的圆周上，构成了对称三相绕组。 交流电机有两大类：异步电机和同步电机。同步电机的转速与交流 电源频率之间存在严格的对应关系。异步电机则不然。异步电动机 定子接上交流电源后，形成旋转磁场，依靠电磁感应作用，使转子 绕组感生电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换

B相从A相后移120° C相从B相后移120° 8」Ⅹ A相从C相后移120° 当三相对称绕组接上三相对 称电源,就产生旋转磁场。 b)at=120 A cos at IA ib=/m IBC ic=iA--2Im iB=/nCos(Ot-120°) C ic= I cOS(ot-240°) c)at=240 d)et=360 IC ZA Im AB lBIC

2 B相从A相后移120° C相从B相后移120° A相从C相后移120° 当三相对称绕组接上三相对 称电源，就产生旋转磁场。 i I cost A = m cos( 120 ) B m  i = I t − cos( 240 ) C m  i = I t −

踢禁 极旋转磁 C′X⊥B B ⊙\Z A 8A Y 60f 式中,n为同步转 a)at=0 b)at=120° 速,单位 r/min B p为极对数; B′ Q Z f为交流电源的 频率 81A Y Y B c)at=240° d)at=360°

3 四极旋转磁 场示意图 1 60 s f n p = 式中， n s为同步转 速，单位r/min ； p为极对数； f1为交流电源的 频率

2、三相异步电动机的工作原理 左手定则 决定导条 右手定 决定电流 三相异步电动机圆柱形的转子铁心 受力方向 方向 嵌有均匀分布的导条,导条两端分 用铜环特百们莲接成一个整体。 看烬霖线动撥看电燾售 在定转子之间的气隙内严生了以 同步转速旋转的旋转磁场。 转条生 异憾逢4望集是 电做。于是转子就跟着旋转磁场 旋转 3、三相异步电动机的转速与运行状态 异步电动机的工作原理决启了它的转速般低同步转。如 尘烃格奇到贴在炼内应产生动势

4 2、三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机圆柱形的转子铁心上， 嵌有均匀分布的导条，导条两端分别 用铜环将它们连接成一个整体。 三相异步电动机的定子铁心上嵌有三 相对称绕组，接通三相对称电源后， 在定子、转子之间的气隙内产生了以 同步转速旋转的旋转磁场。 转子导条被这种旋转磁场切割，在导 条内产生感生电流，磁场又对导条产 生电磁力。于是转子就跟着旋转磁场 旋转。 3、三相异步电动机的转速与运行状态 异步电动机的工作原理决定了它的转速一般低于同步转速。如 果异步电动机的转子转速达到同步转速，则旋转磁场与转子导条之 间不再有相对运动，因而不可能在导条内感应产生电动势，也不会 产生电磁转矩来拖动机械负载。 右手定则 决定电流 方向 左手定则 决定导条 受力方向

转差n-m的存在是异步电动机运行的必要条件。我们将 转差表示为同步转速的百分值,称为转差率,用未表示。 1009 n—同步转速 n—转子异步转速 [例4-1有一台50H的三相异步电动机运行,空载转差率为 0.267%,额定转速为N=73Or/min求该电动机的极对数、同步 转速、空载转速以及额定负载时的转差率 解同步转速== 60×503000 考虑本题的额定转速n,=750r/min极对数p=4 空载转速n=n(1-S)=750-0.267%)r/min=748r/min 额定转差率s 100% 750-7301 750×100%=26

5 转差ns-n的存在是异步电动机运行的必要条件。我们将 转差表示为同步转速的百分值，称为转差率，用s表示。 ——同步转速 s 100% s n n s n − =  s n n ——转子异步转速 [例4-1] 有一台50Hz的三相异步电动机运行，空载转差率为 0.267%，额定转速为 求该电动机的极对数、同步 转速、空载转速以及额定负载时的转差率。 nN = 730r / min 解 额定转差率 同步转速 1 60 60 50 3000 s f n p p p  = = = 考虑本题的额定转速 750r / min s n = 极对数 p = 4 空载转速 0 (1 ) 750(1 0.267%)r / min 748r / min s s n n s  = − = − = N N N 750 730 100% 100% 2.67% 750 s n n s n − − =  =  =

电磁制动 电动机 发电机 异步电动 机的三种 运行状态 nn S>1 0 S<0 定子 定子 定子 Te Ff转子 转子 转子 b) 6

6 异步电动 机的三种 运行状态

二、三相异步电机的结构 绕线转子异步电机剖面图 1-转子绕组2—段盖3-轴承4一定子绕组5转子 6—定子7一集电环8-出线盒

7 二、三相异步电机的结构 绕线转子异步电机剖面图 1—转子绕组 2—段盖 3—轴承 4—定子绕组 5—转子 6—定子 7—集电环 8—出线盒

外壳 定子 转子

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端盖 定子 轴承 转子 风扇 轴承 机座

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1、定子 异步动机的定子由定子铁心、定子绕组和基座三部分组成。 定子铁 绝缭衬纸 定子钬 漆包线绕组 漆包线绕组

10 1、定子 异步动机的定子由定子铁心、定子绕组和基座三部分组成